题目内容

12.如图所示,竖直墙壁上有一个支架,轻质细绳AB的A端固定在墙上,轻杆BC与竖直墙壁在C点用铰链连接,B端为绳与杆的连接点,已知轻绳与墙壁间的夹角为60°,轻杆与墙壁间的夹角为30°,若AB能承受的最大张力是500N,BC能承受的最大压力是1000N,BD能承受的拉力很大,重力加速度g=10m/s2,那么在D上最多能挂质量为多少千克的物体?

分析 将物体对B点的拉力进行分解,如图,假设绳与轻杆均被不拉断,当细绳承受的拉力最大时,根据平衡条件求出杆所受的压力;当轻杆承受的压力最大时,根据平衡条件求出细绳所受的拉力,再判断细绳与轻杆哪个力先达到最大,最后求出B端所挂物体的最大重力.

解答 解:将物体对B点的拉力F进行分解,显然F=G
假设绳与轻杆均被不拉断.
当细绳承受的拉力F1最大时,轻杆所受的压力F2=F1cot30°=500$\sqrt{3}$<1000N;
由此可以当物体的重力逐渐增加时,细绳承受的拉力先达到最大.此时物体的重力达到最大.
   当F1=500N时,Fmax=$\frac{{F}_{1}}{sin30°}=\frac{500}{0.5}=1000$N
所以在B端所挂物体的最大重力为1000N.
答:在B端最多能挂1000N的物体.

点评 本题采用假设法的思维方法,解题过程采用分解法,也可以采用合成法或正交分解法求解.

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